该博客主要介绍了如何利用HashMap解决LeetCode13题——罗马数字转整数，并探讨了HashMap的创建、插入、获取、更新等操作，以及Java中使用object类型的考虑。
罗马数和hashmap
- LeetCode13题，罗马数字转成数字
- hashmap
- 创建方法
- 插入：put和putIfAbsent
- 获得value：get与getOrDefault
- 查看是否有key值对应的键值对：containsKey
- 查看是否有value值对应的键值对:containsValue
- 清空：clear()
- 移除某一键值对：remove
- 获取数据类型：getClass
- 查看map是否为空：isEmpty
- 返回所有value：values
- 获取元素个数：size（不是hashmap空间个数）
- 返回所有Key
- 返回所有键值对：entrySet
- 添加另一个同一类型的map下的所有值：hashmap.putAll(m)
- 替换key对应的value：replace
- hashmap的函数式替换：replaceAll（IDE报错+无法理解ing）
- hashmap的克隆：clone
- hashmap的函数式替换：compute
- compute的扩展：computeIfAbsent和computeIfPresent
- map的迭代：forEach
- map的merge：待（还）补（不）充（会）
LeetCode13题，罗马数字转成数字
罗马数字包含以下七种字符: I， V， X， L，C，D 和 M。
字符 数值
I 1
V 5
X 10
L 50
C 100
D 500
M 1000
例如， 罗马数字 2 写做 II ，即为两个并列的 1。12 写做 XII ，即为 X + II 。 27 写做 XXVII, 即为 XX + V + II 。
通常情况下，罗马数字中小的数字在大的数字的右边。但也存在特例，例如 4 不写做 IIII，而是 IV。数字 1 在数字 5 的左边，所表示的数等于大数 5 减小数 1 得到的数值 4 。同样地，数字 9 表示为 IX。这个特殊的规则只适用于以下六种情况：
I 可以放在 V (5) 和 X (10) 的左边，来表示 4 和 9。
X 可以放在 L (50) 和 C (100) 的左边，来表示 40 和 90。
C 可以放在 D (500) 和 M (1000) 的左边，来表示 400 和 900。
给定一个罗马数字，将其转换成整数。输入确保在 1 到 3999 的范围内。
来源：力扣（LeetCode）
链接：https://leetcode-cn.com/problems/roman-to-integer
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解题思路
原本用了两个数组分别储存13中数值情况和数值，接着学了map和set，想到这个题目或许红hashmap能更节省空间。
public static int romanToInt(String s) {
HashMap<String,Integer> hashmap = new HashMap();
hashmap.put("I",1);
hashmap.put("IV",4);
hashmap.put("V",5);
hashmap.put("IX",9);
hashmap.put("X",10);
hashmap.put("XL",40);
hashmap.put("L",50);
hashmap.put("XC",90);
hashmap.put("C",100);
hashmap.put("CD",400);
hashmap.put("D",500);
hashmap.put("CM",900);
hashmap.put("M",1000);
int num = 0;
for(int i=0;i<s.length();) {
if(hashmap.containsKey(s.substring(i, i+1))) {
if(i+2<=s.length()&&hashmap.containsKey(s.substring(i, i+2))) {
num=num+hashmap.get(s.substring(i,i+2));
i=i+2;
}else {
num=num+hashmap.get(s.substring(i,i+1));
i++;
}
}
}
return num;
}
采用hashmap确实能大幅简化代码量和使用空间。
hashmap
创建方法
HashMap<K,V> hashmap=new Hashmap();
创建时小tip
K和V，即key和value的数据类型一定要填写，遇到一个问题是如果未填写，插入数据类型是String和Int，get到的value确实是Integer类型的数据结构，但是无法与int类型变量相加减
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String s = "";
System.out.println(LeetCode13.romanToInt(s));
HashMap hashmap = new HashMap();
hashmap.put("I",1);
System.out.println(hashmap.get("I").getClass());//此处输出为class java.lang.Integer
int num = hashmap.get("I");//此处报错Type mismatch: cannot convert from Object to int
}
更新：小tip的解释
未指定数据类型时，hashmap的get方法返回的是未定义的变量，即为object变量，虽然指向的是一个Integer类型对象（getclass返回Integer的原因），但是未进行类型强转时一个object变量无法直接进行操作。错误提示也为我们指明了原因：
关于Java的思考：Java中大部分源码都会使用object类型变量，为什么？object是所有类的父变量，这句话是否没有看上去那么简单。
插入：put和putIfAbsent
HashMap插入时不会储存插入次序，也无法进行排序
方法为hashmap.put(K key,V value);如果key对应的vaule存在，会覆盖掉原有的value值
public V putIfAbsent(K key, V value) ：只有当前key值对应的value不存在或当前key值不存在，则插入。
public V put(K key, V value) {
return putVal(hash(key), key, value, false, true);
}
/**
* Implements Map.put and related methods.
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @param value the value to put
* @param onlyIfAbsent if true, don't change existing value
* @param evict if false, the table is in creation mode.
* @return previous value, or null if none
*/
final V putVal(int hash, K key, V value, boolean onlyIfAbsent,
boolean evict) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> p; int n, i;
if ((tab = table) == null || (n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((p = tab[i = (n - 1) & hash]) == null)
tab[i] = newNode(hash, key, value, null);
else {
Node<K,V> e; K k;
if (p.hash == hash &&
((k = p.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
e = p;
else if (p instanceof TreeNode)
e = ((TreeNode<K,V>)p).putTreeVal(this, tab, hash, key, value);
else {
for (int binCount = 0; ; ++binCount) {
if ((e = p.next) == null) {
p.next = newNode(hash, key, value, null);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1) // -1 for 1st
treeifyBin(tab, hash);
break;
}
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
break;
p = e;
}
}
if (e != null) { // existing mapping for key
V oldValue = e.value;
if (!onlyIfAbsent || oldValue == null)
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
}
++modCount;
if (++size > threshold)
resize();
afterNodeInsertion(evict);
return null;
}
获得value：get与getOrDefault
方法：hashmap.get(key);返回value对象
方法：hashmap.getOrDefault(object key,V defaultValue);
当hashmap中有对应的key值时，返回对应的value对象，如果找不到，返回defaultValue
public V getOrDefault(Object key, V defaultValue) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? defaultValue : e.value;
}
public V get(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = getNode(hash(key), key)) == null ? null : e.value;
}
/**
* Implements Map.get and related methods.
*
* @param hash hash for key
* @param key the key
* @return the node, or null if none
*/
final Node<K,V> getNode(int hash, Object key) {
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first, e; int n; K k;
if ((tab = table) != null && (n = tab.length) > 0 &&
(first = tab[(n - 1) & hash]) != null) {
if (first.hash == hash && // always check first node
((k = first.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return first;
if ((e = first.next) != null) {
if (first instanceof TreeNode)
return ((TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k))))
return e;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
return null;
}
查看是否有key值对应的键值对：containsKey
boolean b = hashmap.containsKey(key);
public boolean containsKey(Object key) {
return getNode(hash(key), key) != null;
}
getNode方法见get方法源码
查看是否有value值对应的键值对:containsValue
public boolean containsValue(Object value) {
Node<K,V>[] tab; V v;
if ((tab = table) != null && size > 0) {
for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {
for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) {
if ((v = e.value) == value ||
(value != null && value.equals(v)))
return true;
}
}
}
return false;
}
清空：clear()
public void clear() {
Node<K,V>[] tab;
modCount++;
if ((tab = table) != null && size > 0) {
size = 0;
for (int i = 0; i < tab.length; ++i)
tab[i] = null;
}
}
移除某一键值对：remove
当remove（object key）时，如成功移除，返回value值，如不存在key值，返回null。
当remove（object key，object value）时，成功返回true，失败返回false
public V remove(Object key) {
Node<K,V> e;
return (e = removeNode(hash(key), key, null, false, true)) == null ?
null : e.value;
}
public boolean remove(Object key, Object value) {
return removeNode(hash(key), key, value, true, true) != null;
}
获取数据类型：getClass
方法：Class<?> getClass
实例：hashmap.getCalss();
hashmap.get(object key).getClass();
查看map是否为空：isEmpty
public boolean isEmpty() {
return size == 0;
}
返回所有value：values
实例：
HashMap hashmap = new HashMap();
hashmap.put(2,1);
hashmap.put(1,2);
System.out.println(hashmap.values());
//输出为[2,1]
public Collection<V> values() {
Collection<V> vs = values;
if (vs == null) {
vs = new Values();
values = vs;
}
return vs;
}
获取元素个数：size（不是hashmap空间个数）
public int size() {
return size;
}
返回所有Key
public Set<K> keySet() {
Set<K> ks = keySet;
if (ks == null) {
ks = new KeySet();
keySet = ks;
}
return ks;
}
返回所有键值对：entrySet
public Set<Map.Entry<K,V>> entrySet() {
Set<Map.Entry<K,V>> es;
return (es = entrySet) == null ? (entrySet = new EntrySet()) : es;
}
三种返回实例和直接输出map：
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String s = "";
HashMap<Character,Integer> hashmap = new HashMap();
hashmap.put('a',1);
hashmap.put('b',2);
System.out.println(hashmap.keySet());
System.out.println(hashmap.values());
System.out.println(hashmap.entrySet());
System.out.println(hashmap);
}
//输出：
[a, b]
[1, 2]
[a=1, b=2]
{a=1, b=2}
添加另一个同一类型的map下的所有值：hashmap.putAll(m)
示例：hashmap1.putAll(hashmap)
public void putAll(Map<? extends K, ? extends V> m) {
putMapEntries(m, true);
}
final void putMapEntries(Map<? extends K, ? extends V> m, boolean evict) {
int s = m.size();
if (s > 0) {
if (table == null) { // pre-size
float ft = ((float)s / loadFactor) + 1.0F;
int t = ((ft < (float)MAXIMUM_CAPACITY) ?
(int)ft : MAXIMUM_CAPACITY);
if (t > threshold)
threshold = tableSizeFor(t);
}
else if (s > threshold)
resize();
for (Map.Entry<? extends K, ? extends V> e : m.entrySet()) {
K key = e.getKey();
V value = e.getValue();
putVal(hash(key), key, value, false, evict);
}
}
}
替换key对应的value：replace
- public boolean replace(K key, V oldValue, V newValue)
如果k-v键值对正确，替换value，返回true
如果k-v键值对错误，不替换，返回false
2.public V replace(K key, V value)
如果k存在，替换，返回value
如果k不存在，返回null
public boolean replace(K key, V oldValue, V newValue) {
Node<K,V> e; V v;
if ((e = getNode(hash(key), key)) != null &&
((v = e.value) == oldValue || (v != null && v.equals(oldValue)))) {
e.value = newValue;
afterNodeAccess(e);
return true;
}
return false;
}
@Override
public V replace(K key, V value) {
Node<K,V> e;
if ((e = getNode(hash(key), key)) != null) {
V oldValue = e.value;
e.value = value;
afterNodeAccess(e);
return oldValue;
}
return null;
}
hashmap的函数式替换：replaceAll（IDE报错+无法理解ing）
public void replaceAll(BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> function) {
Node<K,V>[] tab;
if (function == null)
throw new NullPointerException();
if (size > 0 && (tab = table) != null) {
int mc = modCount;
for (int i = 0; i < tab.length; ++i) {
for (Node<K,V> e = tab[i]; e != null; e = e.next) {
e.value = function.apply(e.key, e.value);
}
}
if (modCount != mc)
throw new ConcurrentModificationException();
}
}
hashmap的克隆：clone
返回的是一个object类型的变量，指向一个HashMap<K,V>的对象
实例：
public static void main(String[] args) {
// TODO Auto-generated method stub
String s = "";
System.out.println(LeetCode13.romanToInt(s));
HashMap<Character,Integer> hashmap = new HashMap();
hashmap.put('a',1);
hashmap.put('b',2);
System.out.println(hashmap.clone());
HashMap<Character,Integer> hashmap1 =new HashMap();
hashmap1=(HashMap<Character,Integer>)hashmap.clone();
System.out.println(hashmap1);
}
//输出：
{a=1, b=2}
{a=1, b=2}
public Object clone() {
HashMap<K,V> result;
try {
result = (HashMap<K,V>)super.clone();
} catch (CloneNotSupportedException e) {
// this shouldn't happen, since we are Cloneable
throw new InternalError(e);
}
result.reinitialize();
result.putMapEntries(this, false);
return result;
}
hashmap的函数式替换：compute
compute 方法更适用于更新 key 关联的 value 时，新值依赖于旧值的情况
v会等于返回回来的值，所以返回值必须是V类型，或可以被包装为V类型
实例：
HashMap<Character,Integer> hashmap = new HashMap();
hashmap.put('a',1);
hashmap.put('b',2);
hashmap.putIfAbsent('c',3);
hashmap.put('b',4);
hashmap.compute('d', (k,v)->{
if(k=='a')
v=100;
Integer b=300;
return b;
});
System.out.println(hashmap);
//{a=1, b=4, c=3, d=300}
源码：
public V compute(K key,
BiFunction<? super K, ? super V, ? extends V> remappingFunction) {
if (remappingFunction == null)
throw new NullPointerException();
int hash = hash(key);
Node<K,V>[] tab; Node<K,V> first; int n, i;
int binCount = 0;
TreeNode<K,V> t = null;
Node<K,V> old = null;
if (size > threshold || (tab = table) == null ||
(n = tab.length) == 0)
n = (tab = resize()).length;
if ((first = tab[i = (n - 1) & hash]) != null) {
if (first instanceof TreeNode)
old = (t = (TreeNode<K,V>)first).getTreeNode(hash, key);
else {
Node<K,V> e = first; K k;
do {
if (e.hash == hash &&
((k = e.key) == key || (key != null && key.equals(k)))) {
old = e;
break;
}
++binCount;
} while ((e = e.next) != null);
}
}
V oldValue = (old == null) ? null : old.value;
V v = remappingFunction.apply(key, oldValue);
if (old != null) {
if (v != null) {
old.value = v;
afterNodeAccess(old);
}
else
removeNode(hash, key, null, false, true);
}
else if (v != null) {
if (t != null)
t.putTreeVal(this, tab, hash, key, v);
else {
tab[i] = newNode(hash, key, v, first);
if (binCount >= TREEIFY_THRESHOLD - 1)
treeifyBin(tab, hash);
}
++modCount;
++size;
afterNodeInsertion(true);
}
return v;
}
compute的扩展：computeIfAbsent和computeIfPresent
public V computeIfAbsent(key, mappingFunction)：只有当key对应的键值对不存在时，才进行操作
public V computeIfPresent(key, mappingFunction)：只有但key对应的键值对存在时，才进行操作
map的迭代：forEach
public void forEach(BiConsumer<? super K, ? super V> action)
hashmap.forEach((k,v)->{
System.out.print(k+":"+v);
v=999;
});//v不会变
hashmap.forEach((k,v)->{
System.out.print(k+":"+v);
});
//注：foreach方法无法直接向map传递值，不过如果你在函数中使用put还是能传值的
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